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dc.date.accessioned2006-08-03T10:01:48Z
dc.date.available2006-08-03T10:01:48Z
dc.date.issued2006-08-03T10:01:48Z
dc.identifier.uriurn:nbn:de:hebis:34-2006080314314
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/123456789/2006080314314
dc.format.extent4772020 bytes
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.language.isoeng
dc.subjectmacromoleculeseng
dc.subjectbeadeng
dc.subjectdiffusioneng
dc.subjectfrictioneng
dc.subjecthydrodynamic interactioneng
dc.subjectFokker-Planck equationeng
dc.subjecttransporteng
dc.subjectstructureeng
dc.subject.ddc500
dc.subject.ddc530
dc.subject.ddc540
dc.titleA semi-phenomenological approach to the structure and transport properties of macromolecules in solutioneng
dc.typeDissertation
dcterms.abstractMotiviert durch die Lebenswissenschaften (Life sciences) haben sich Untersuchungen zur Dynamik von Makromolekülen in Lösungen in den vergangenen Jahren zu einem zukunftsweisenden Forschungsgebiet etabliert, dessen Anwendungen von der Biophysik über die physikalische Chemie bis hin zu den Materialwissenschaften reichen. Neben zahlreichen experimentellen Forschungsprogrammen zur räumlichen Struktur und den Transporteigenschaften grosser MolekÄule, wie sie heute praktisch an allen (Synchrotron-) Strahlungsquellen und den Laboren der Biophysik anzutreffen sind, werden gegenwärtig daher auch umfangreiche theoretische Anstrengungen unternommen, um das Diffusionsverhalten von Makromolekülen besser zu erklären. Um neue Wege für eine quantitative Vorhersagen des Translations- und Rotationsverhaltens grosser Moleküle zu erkunden, wurde in dieser Arbeit ein semiphänomenologischer Ansatz verfolgt. Dieser Ansatz erlaubte es, ausgehend von der Hamiltonschen Mechanik des Gesamtsystems 'Molekül + Lösung', eine Mastergleichung für die Phasenraumdichte der Makromoleküle herzuleiten, die den Einfluss der Lösung mittels effektiver Reibungstensoren erfasst. Im Rahmen dieses Ansatzes gelingt es z.B. (i) sowohl den Einfluss der Wechselwirkung zwischen den makromolekularen Gruppen (den sogenannten molekularen beads) und den Lösungsteilchen zu analysieren als auch (ii) die Diffusionseigen schaften für veschiedene thermodynamische Umgebungen zu untersuchen. Ferner gelang es auf der Basis dieser Näherung, die Rotationsbewegung von grossen Molekülen zu beschreiben, die einseitig auf einer Oberfläche festgeheftet sind. Im Vergleich zu den aufwendigen molekulardynamischen (MD) Simulationen grosser Moleküle zeichnet sich die hier dargestellte Methode vor allem durch ihren hohen `Effizienzgewinn' aus, der für komplexe Systeme leicht mehr als fünf Grössenordnungen betragen kann. Dieser Gewinn an Rechenzeit erlaubt bspw. Anwendungen, wie sie mit MD Simulationen wohl auch zukünftig nicht oder nur sehr zögerlich aufgegriffen werden können. Denkbare Anwendungsgebiete dieser Näherung betreffen dabei nicht nur dichte Lösungen, in denen auch die Wechselwirkungen der molekularen beads zu benachbarten Makromolekülen eine Rolle spielt, sondern auch Untersuchungen zu ionischen Flüssigkeiten oder zur Topologie grosser Moleküle.ger
dcterms.accessRightsopen access
dcterms.alternativeEine Semiphänomenologische Näherung zur Beschreibung der Struktur und Transporteigenschaften von Makromolekülen in Lösungenger
dcterms.creatorUvarau, Aliaksandr
dc.contributor.corporatenameKassel, Universität, FB 18, Naturwissenschaften, Institut für Physik
dc.contributor.refereeFritzsche, Stephan (Prof. Dr.)
dc.contributor.refereeFricke, Burkhard (Prof. Dr.)
dc.subject.msc82B30eng
dc.subject.msc82B31eng
dc.subject.msc82C31eng
dc.subject.msc82C70eng
dc.subject.msc82C05eng
dc.subject.msc82D60eng
dc.subject.pacs82.60.Lfeng
dc.subject.pacs82.35.Lreng
dc.subject.pacs67.40.Fdeng
dc.subject.pacs67.40.Kheng
dc.subject.swdMakromolekülger
dc.subject.swdLösungger
dc.subject.swdHydrodynamisches Modellger
dc.subject.swdTransportprozessger
dc.subject.swdFokker-Planck-Gleichungger
dc.date.examination2006-07-18


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